Mi az EKG, EMG, EEG?

Az EKG egy elektrokardiogram, a szív elektromos jeleinek rögzítése. Az a tény, hogy a szívben potenciális különbség merül fel gerjesztéskor, már 1856-ban, a Dubois-Reymond korszakban megmutatták. Az ezt bizonyító kísérletet Kelliker és Muller pontosan a Galvani receptjének megfelelően állította be: a béka lábához futó ideget egy izolált szívre fektették, és ez az „élő voltmérő” a mancs rángatásával reagált minden egyes szívverésre.

Az érzékeny elektromos mérőműszerek megjelenésével lehetővé vált a működő szív elektromos jeleinek rögzítése azáltal, hogy az elektródákat nem közvetlenül a szívizomra, hanem a bőrre alkalmazzák.

1887-ben először lehetett ilyen módon regisztrálni egy emberi EKG-t, ezt A. Waller angol tudós végezte kapilláris elektrométer segítségével (ennek a készüléknek egy alapja egy vékony kapilláris volt, amelyben a higanyt kénsav határolta. Amikor az áram áthaladt egy ilyen kapillárison, a felület feszültsége a határnál) folyadékok cseréltek, és a meniszkusz a kapilláris mentén elmozdult.)

Ezt az eszközt nem volt kényelmes használni, és az elektrokardiográfia elterjedése később kezdődött, miután egy fejlettebb eszközt - az Einthoveni húr-galvanométert 1903-ban mutattak be. (Ennek a készüléknek a működése az egyik vezetőnek a mágneses mezőben lévő árammal történő mozgatásán alapszik. A vezető szerepét egy ezüstözött kvarcszál, amely átmérője több mikrométer, szorosan meg van húzva egy mágneses mezőbe. Amikor egy áram áthaladt ezen a zsinóron, kissé meghajlott. Ezeket az eltéréseket mikroszkóppal figyeltem meg. A készüléknek volt alacsony tehetetlenség és lehetővé teszi a gyors elektromos folyamatok regisztrálását.)

Miután ez a készülék számos laboratóriumban megjelent, elkezdték részletesen tanulmányozni, hogy az egészséges szív és a szív EKG miként különbözik a különféle betegségekben. Ezekért a munkákért V. Einthoven 1924-ben Nobel-díjat kapott, és A. F. Samoilov, aki sokat tett az elektrokardiográfia fejlesztéséért, 1930-ban Lenin-díjat kapott. A technológia fejlesztésének következő lépése (az elektronikus erősítők és felvevők megjelenése) eredményeként minden nagyobb kórházban elkezdték használni az elektrokardiográfokat.

Milyen az EKG jellege?

Ha bármely ideg- vagy izomrost izgatott, az egyes szakaszaiban az áram a membránon keresztül a rostba áramlik, másokban pedig kiáramlik. Ebben az esetben az áram szükségszerűen a szálat körülvevő külső környezetben áramlik, és potenciális különbséget hoz létre ebben a közegben. Ez lehetővé teszi, hogy regisztrálja a szál gerjesztését extracelluláris elektródok segítségével anélkül, hogy behatolna a cellába.

A szív meglehetősen erős izom. Sok rost egyidejűleg gerjeszt benne, és a szívét körülvevő környezetben elég erős áram folyik, amely még a test felületén is 1 mV nagyságrendű potenciális különbségeket eredményez.

Annak érdekében, hogy az EKG-től többet megtudhassanak a szív állapotáról, az orvosok sok görbét rögzítenek a test különböző pontjai között, és ezek megértéséhez sok tapasztalatra van szükség. A számítógépes technológia megjelenésével lehetővé vált az EKG "leolvasásának" folyamatának jelentős automatizálása. Egy számítógép összehasonlítja egy adott beteg EKG-jét a memóriájában tárolt mintákkal, és feltételezhető diagnózist (vagy több lehetséges diagnózist) ad az orvosnak.

Most már sok más új megközelítés létezik az EKG elemzéséhez. Nagyon érdekesnek tűnik. A test sok pontjáról rögzített adatok és azok időbeli változása alapján kiszámítható, hogy a gerjesztő hullám miként mozog a szíven keresztül, és mely szívrészek válnak kihasználatlanná (például szívroham érinti őket). Ezek a számítások nagyon fárasztóak, de a számítógépek megjelenésével váltak lehetővé.

Az EKG-elemzés ilyen megközelítését Titomir L. I. fejlesztette ki, a Szovjetunió Tudományos Akadémia Információátviteli Problémák Intézetének alkalmazottja.Számos nehezen érthető görbe helyett a számítógép felhívja a képernyőre a szívet és az gerjesztés terjedését az osztályain. Közvetlenül láthatja, hogy a szív melyik területén a gerjesztés lassabb, a szív mely részei nem izgatottak, stb.

A szív potenciálját az orvostudományban nemcsak a diagnosztizáláshoz, hanem az orvosi berendezések ellenőrzéséhez is felhasználták. Képzelje el, hogy egy orvosnak a szív röntgenfelvételeit kell vennie a ciklus különböző fázisaiban, azaz a maximális összehúzódás, a maximális relaxáció idején stb. Ez bizonyos betegségek esetén szükséges. De hogyan lehet elkapni a legnagyobb összehúzódás pillanatát? Sok képet kell készítenie abban a reményben, hogy egyikük a megfelelő szakaszba kerül.

Így V., S. Gurfinkel, V. B., Malkin és M. L. Tsetlin a szovjet tudósok úgy döntöttek, hogy bekapcsolják a röntgenberendezést az EKG-hullámból. Ehhez nem olyan bonyolult elektronikus eszközre volt szükség, amely magában foglalta az EKG-hullámhoz viszonyított megadott késleltetéssel történő felvételt. A probléma szellemes megoldása önmagában különösen érdekes, mivel ez volt az első (manapság számos) eszköz, amelyben a test természetes potenciálja irányítja bizonyos mesterséges eszközöket; Ezt a technológiai területet biofeedback-nek hívják.

A test vázizmai szintén olyan képességeket generálnak, amelyek a bőr felületéről rögzíthetők. Ehhez azonban fejlettebb felszerelést kell igénybe venni, mint az EKG-felvételhez. Az egyes izomrostok általában aszinkron módon működnek, az egymással átfedő jelek részben kompenzálódnak, és ennek eredményeként alacsonyabb potenciál érhető el, mint az EKG esetében.

A vázizom elektromos aktivitását elektromiogramnak nevezzük - EMG. Az orosz tudós, N. E. Vvedensky 1882-ben, az első alkalommal fedezte fel az emberi izomrostok potenciálját telefonon történő hallgatással.

1907-ben a német G. Pieper német tudós húr galvanométert használt az objektív regisztrációhoz. Ez azonban egy összetett és fárasztó módszer volt. Csak azután, hogy 1923-ban megjelent a katód oszcilloszkóp és az elektronikus berendezések, az elektromiográfia intenzíven fejlődött. Most széles körben használják a tudományban, az orvostudományban, a sportban és a biokontrollban is.

Az EMG biokontrolljának egyik legnagyobb felhasználása protézisek készítése a karját elveszett emberek számára. Az ilyen protéziseket először hazánkban hozták létre.

És mi az EEG?

Ez egy elektroencephalogram, azaz az agy elektromos aktivitása, az agyneuronok munkája által létrehozott és a fej felületéről közvetlenül rögzített potenciális ingadozások. Az idegsejtek, mint például az izomrostok, egyidejűleg működnek: amikor ezek egy része pozitív potenciált teremt a bőr felületén, mások negatív. A potenciál kölcsönös kompenzálása itt még erősebb, mint az EMG esetében. Ennek eredményeként az EEG amplitúdója százszor kisebb, mint az EKG, ezért regisztrációjuk érzékenyebb berendezéseket igényel.

Az EEG-t először V. orosz tudós, V. Pravdich-Nemsky regisztrálta kutyákon húr galvanométer segítségével. Bemutatta a kutyát a kutyáknak, hogy az erősebb izomáramok ne zavarják az agyi áramlatok regisztrálását.

1924-ben a német pszichiáter G. Berger a Jena Egyetemen megkezdi az emberi EEG vizsgálatát. Leírja az agyi potenciál időszakos ingadozásait, körülbelül 10 Hz frekvenciával, amelyeket alfa-ritmusnak hívnak. Először feljegyezte az epilepsziában rohamos személy EEG-jét, és arra a következtetésre jutott, hogy Galvaninak igaza van, és arra utal, hogy az idegrendszerben szakasz lép fel epilepsziával. ahol az áramok különösen erősek (a sejtek folyamatosan gerjesztik nagy frekvencián).

Mivel egy nagyon ismert orvos által rögzített nagyon gyenge lehetőségekről beszéltünk, Berger eredményei sokáig nem vonzták a figyelmet; ő maga csak a felfedezés után 5 évvel tette közzé őket. És csak 1930 utánAdrian és Matthews híres angol tudósok megerősítették őket, "... tudományos jóváhagyással bélyegezték őket", mondja G. Walter, egy angol tudós, aki az EEG klinikai szempontjaival foglalkozott Gaul laboratóriumában. Ebben a laboratóriumban olyan módszereket fejlesztettek ki, amelyek lehetővé tették a tumor vagy az agy vérzésének az EEG általi meghatározását, hasonlóan ahhoz, amit az EKG korábban megtanult a szívroham helyének meghatározására.

Az alfa-ritmus mellett egyéb agyi ritmusokat fedeztek fel, különösképpen a különböző típusú alváshoz kapcsolódó ritmusokat. Nagyon sok EEG bio-visszacsatoló projekt van. Például, ha az illesztőprogram folyamatosan rögzíti az EEG-t, akkor a számítógép segítségével meghatározhatja a pillanatot, a kódot, elkezdi elmerülni és felébreszti. Sajnos az összes ilyen projektet továbbra is nehéz végrehajtani, mivel az EEG amplitúdója nagyon kicsi.

Az agy EEG-ingadozásain kívül speciális effektusok hiányában az agypotenciálok egy másik formája, az úgynevezett provokált potenciál (EP).

A kiváltott potenciálok olyan villamos reakciók, amelyek a fény, hang, stb. Villanására válaszul fordulnak elő. Mivel az agy sok idegseje szinte egyidejűleg reagál a fényes fényvillanásra, az idézett potenciál általában sokkal nagyobb, mint az EEG. Nem véletlen, hogy sokkal korábban fedezték fel őket, mint az EEG (1875-ben Keton angol, ezt függetlenül 1876-ban az V. orosz kutató. Danilevsky).

A kiváltott lehetőségek felhasználásával érdekes tudományos problémákat lehet megoldani. Például, egy villanás után a válasz (EP) először az agy okklitális régiójában fordul elő. Ebből azt a következtetést vonhatjuk le, hogy ebben a régióban jelezik a fény.

A bőr elektromos irritációja esetén az agy sötét részén kiváltott potenciál fordul elő.

A kézbőr irritációjával az egyik helyen, a láb bőrén pedig a másik helyén fordulnak elő. Leképezheti ezeket a válaszokat, és ez a térkép azt mutatja, hogy a bőr felülete vetítést ad az emberi agy kéregének parietális régiójára. Érdekes, hogy ebben a kialakításban megsérülnek bizonyos arányok, például a kéz kinyúlása aránytalanul nagy. Igen, ez természetes: az agynak sokkal részletesebb információra van szüksége a kezéről, mint például a hátáról.